Podstawy elektroniki

Augustyn Chwaleba, Bogdan Moeschke, Grzegorz Płoszajski, Piotr Majdak, Piotr Świstak

Uzyskaj dostęp

Zakup książkę

ISBN/ISSN:

978-83-01-21796-9

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2021

Liczba stron:

645

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

Bibliografia:

Chwaleba, Augustyn; Moeschke, Bogdan; Płoszajski, Grzegorz; Majdak, Piotr; Świstak, Piotr. Podstawy elektroniki. Red. . : Wydawnictwo Naukowe PWN, 2021, 645 s. ISBN 978-83-01-21796-9

Bibliografia refWorks:

RT Book, Whole

SR Electronic(1)

A1 Chwaleba, A.

A1 Moeschke, B.

A1 Płoszajski, G.

A1 Majdak, P.

A1 Świstak, P.

T1 Podstawy elektroniki

PB Wydawnictwo Naukowe PWN

YR 2021

SN 978-83-01-21796-9

Bibliografia BibTex:

@Book{ 247720, author = "Chwaleba, Augustyn and Moeschke, Bogdan and Płoszajski, Grzegorz and Majdak, Piotr and Świstak, Piotr", editor = "", title = "Podstawy elektroniki", publisher = "Wydawnictwo Naukowe PWN", year = "2021", address = "", isbn = "978-83-01-21796-9" }

Bibliografia endNote:

TY - BOOK

AU - Chwaleba, Augustyn

AU - Moeschke, Bogdan

AU - Płoszajski, Grzegorz

AU - Majdak, Piotr

AU - Świstak, Piotr

ED -

TI - Podstawy elektroniki

PB - Wydawnictwo Naukowe PWN

CY -

PY - 2021

SN - 978-83-01-21796-9

ER -

Netografia (standard APA):

Chwaleba, Augustyn; Moeschke, Bogdan; Płoszajski, Grzegorz; Majdak, Piotr; Świstak, Piotr. Podstawy elektroniki [baza danych online] : Wydawnictwo Naukowe PWN, 2021 [dostęp: 28 04 2024]. Dostęp w Ibuk Libra: https://libra.ibuk.pl/reader/podstawy-elektroniki-augustyn-chwaleba-bogdan-247720.

systemy, elektronika, optoelektronika, generatory, układy scalone, układy elektroniczne, Półprzewodniki, wzmacniacze, przetwarzanie, przetworniki, materiały elektroniczne, tranzystory, układy prostownicze, stabilizatory napięcia, urządzenia cyfrowe, pomiary elektroniczne

Książka ma charakter podręcznika o bardzo szerokim zakresie tematycznym – od współczesnych materiałów elektronicznych przez elementy i układy elektroniczne analogowe i cyfrowe, elementy elektronicznej techniki pomiarowej, aż do najnowszych e...

Więcej

ISBN/ISSN:

978-83-01-21796-9

DOI:

Wydawnictwo:

Wydawnictwo Naukowe PWN

Rok wydania:

2021

Liczba stron:

645

XML:ISBN/ISSN:

ONIX MARC21

1. Wprowadzenie 12
1.1. Rozwój elektroniki13
1.2. Sygnały elektryczne18
1.3. Przykładowe pytania i zadania kontrolne26
2. Właściwości wybranych materiałów elektronicznych 28
2.1. Właściwości materiałów półprzewodnikowych29
2.1.1. Budowa krystaliczna półprzewodników29
2.1.2. Model pasmowy31
2.1.3. Półprzewodniki niedomieszkowane (samoistne)33
2.1.4. Półprzewodniki domieszkowane (niesamoistne)33
2.1.5. Przepływ prądu w półprzewodniku domieszkowanym37
2.1.6. Szumy w półprzewodnikach40
2.2. Budowa i właściwości grafenu, fosforu czarnego i molibdenitu41
2.3. Właściwości materiałów piezoelektrycznych45
2.3.1. Wprowadzenie45
2.3.2. Materiały piezoelektryczne ceramiczne46
2.3.3. Właściwości materiałów piezoelektrycznych foliowych50
2.4. Przykładowe pytania i zadania kontrolne51
3. Elementy bierne układów elektronicznych 54
3.1. Wprowadzenie55
3.2. Rezystory55
3.3. Kondensatory58
3.4. Cewki indukcyjne62
3.5. Elementy piezoelektryczne65
3.6. Przykładowe pytania i zadania kontrolne69
4. Elementy półprzewodnikowe układów elektronicznych70
4.1. Wprowadzenie71
4.2. Bezzłączowe elementy półprzewodnikowe71
4.2.1. Warystory71
4.2.2. Termorezystory72
4.2.3. Elementy galwanomagnetyczne75
4.3. Diody półprzewodnikowe79
4.3.1. Wprowadzenie79
4.3.2. Właściwości złączy PN80
4.3.3. Rodzaje i parametry diod85
4.4. Tranzystory bipolarne94
4.4.1. Wprowadzenie94
4.4.2. Zasada działania95
4.4.3. Właściwości i parametry97
4.5. Tranzystory unipolarne106
4.5.1. Wprowadzenie106
4.5.2. Tranzystory złączowe JFET106
4.5.3. Tranzystory z izolowaną bramką MOSFET111
4.6. Półprzewodnikowe elementy przełączające117
4.6.1. Wprowadzenie117
4.6.2. Tyrystory117
4.6.3. Inne elementy przełączające121
4.7. Przykładowe pytania i zadania kontrolne123
5. Układy scalone 130
5.1. Wprowadzenie131
5.2. Układy monolityczne133
5.3. Układy hybrydowe137
5.4. Przykładowe pytania i zadania kontrolne138
6. Elementy optoelektroniczne 140
6.1. Wprowadzenie141
6.2. Półprzewodnikowe detektory promieniowania143
6.2.1. Wiadomości podstawowe143
6.2.2. Fotorezystory143
6.2.3. Fotodiody146
6.2.4. Ogniwa fotoelektryczne148
6.2.5. Fototranzystory150
6.2.6. Fotodetektory scalone151
6.3. Półprzewodnikowe źródła promieniowania153
6.3.1. Wiadomości podstawowe153
6.3.2. Diody elektroluminescencyjne153
6.3.3. Lasery157
6.3.3.1. Wiadomości podstawowe157
6.3.3.2. Budowa i zasada działania wybranych typów laserów158
6.4. Transoptory161
6.5. Wyświetlacze163
6.5.1. Wiadomości wstępne163
6.5.2. Wyświetlacze ciekłokrystaliczne163
6.5.3. Wyświetlacze plazmowe166
6.5.4. Wyświetlacze półprzewodnikowe168
6.6. Przykładowe pytania i zadania kontrolne170
7. Układy prostownicze 174
7.1. Wprowadzenie175
7.2. Prostowniki niesterowane176
7.2.1. Prostowniki z obciążeniem rezystancyjnym176
7.2.2. Prostowniki z obciążeniem pojemnościowym i indukcyjnym180
7.3. Prostowniki sterowane185
7.4. Filtry prostownicze189
7.5. Powielacze napięcia192
7.6. Przykładowe pytania i zadania kontrolne194
8. Wzmacniacze 196
8.1. Wprowadzenie197
8.2. Charakterystyki i parametry wzmacniaczy197
8.3. Sprzężenie zwrotne we wzmacniaczach203
8.4. Podstawowe układy wzmacniające209
8.4.1. Układy pracy tranzystorów we wzmacniaczach209
8.4.2. Właściwości podstawowych układów wzmacniających z tranzystorami bipolarnymi211
8.4.3. Właściwości podstawowych układów wzmacniających z tranzystorami unipolarnymi218
8.4.4. Zasilanie i stabilizacja punktu pracy tranzystorów bipolarnych221
8.4.5. Zasilanie i stabilizacja punktu pracy tranzystorów unipolarnych229
8.5. Wzmacniacze różnicowe231
8.6. Wzmacniacze napięciowe wielostopniowe235
8.6.1. Wzmacniacze o sprzężeniu pojemnościowym235
8.6.2. Wzmacniacze o sprzężeniu bezpośrednim240
8.6.3. Wzmacniacze z przetwarzaniem243
8.7. Wzmacniacze operacyjne247
8.7.1. Właściwości i parametry247
8.7.2. Typy i struktura250
8.7.3. Zastosowanie wzmacniaczy operacyjnych w układach liniowych252
8.7.4. Zastosowanie wzmacniaczy operacyjnych w układach nieliniowych261
8.8. Wzmacniacze mocy271
8.9. Wzmacniacze selektywne279
8.9.1. Wprowadzenie279
8.9.2. Wzmacniacze rezonansowe280
8.9.3. Amplifiltry284
8.10. Przykładowe pytania i zadania kontrolne288
9. Generatory 300
9.1. Wprowadzenie301
9.2. Generatory z rezystancją ujemną302
9.3. Generatory przebiegów sinusoidalnych ze sprzężeniem zwrotnym303
9.3.1. Wstęp303
9.3.2. Generatory LC304
9.3.3. Generatory RC309
9.3.4. Generatory piezoelektryczne312
9.3.5. Modulacja i demodulacja amplitudy, fazy i częstotliwości314
9.4. Generatory przebiegów niesinusoidalnych339
9.4.1. Wstęp339
9.4.2. Generatory przebiegów prostokątnych340
9.4.3. Generatory przebiegów liniowych346
9.5. Generatory uniwersalne351
9.6. Generatory sterowane353
9.7. Generatory cyfrowe357
9.8. Pętla fazowa PLL360
9.9. Generatory mocy362
9.10. Przykładowe pytania i zadania kontrolne363
10. Stabilizatory napięcia i prądu stałego 368
10.1. Wprowadzenie369
10.2. Parametry stabilizatorów369
10.3. Stabilizatory parametryczne373
10.4. Stabilizatory kompensacyjne o działaniu ciągłym376
10.5. Stabilizatory impulsowe382
10.6. Stabilizatory scalone387
10.7. Przykładowe pytania i zadania kontrolne388
11. Układy i urządzenia cyfrowe 392
11.1. Wprowadzenie393
11.2. Operacje logiczne393
11.2.1. Pojęcia podstawowe393
11.2.2. Zależności logiczne wyrażane w języku394
11.2.3. Zależności logiczne w działaniu urządzeń technicznych394
11.2.4. Podejście formalne – Rachunek zdań395
11.3. Systemy zapisu liczb. Operacje arytmetyczne397
11.3.1. Systemy dwójkowe zapisu liczb397
11.3.2. Operacje arytmetyczne w dwójkowych systemach zapisu liczb401
11.3.2.1. Dodawanie liczb dodatnich401
11.3.2.2. Odejmowanie liczb dodatnich403
11.3.2.3. Mnożenie liczb dodatnich404
11.3.2.4. Dzielenie liczb dodatnich405
11.3.2.5. Dodawanie liczb o dowolnym znaku405
11.3.2.6. Odejmowanie liczb o dowolnym znaku. Zmiana znaku406
11.3.2.7. Mnożenie i dzielenie liczb o dowolnym znaku406
11.3.2.8. Obliczanie funkcji407
11.3.2.9. Nadmiar407
11.4. Proste układy logiczne408
11.4.1. Cechy fizyczne układów logicznych408
11.4.2. Podstawowe techniki realizacyjne412
11.4.2.1. Układy TTL412
11.4.2.2. Układy MOS, CMOS414
11.4.2.3. Układy BiCMOS415
11.4.3. Elementy kombinacyjne416
11.4.3.1. Wprowadzenie416
11.4.3.2. Bramki418
11.4.3.3. Bramki trójstanowe – magistrale418
11.4.3.4. Iloczyn galwaniczny419
11.4.4. Układy sekwencyjne. Przerzutniki420
11.4.4.1. Układy sekwencyjne420
11.4.4.2. Przerzutniki421
11.4.4.3. Przerzutnik prosty RS421
11.4.4.4. Przerzutniki synchroniczne423
11.4.5. Elementy pomocnicze428
11.4.5.1. Układy sprzęgające wejściowe428
11.4.5.2. Układy sprzęgające wyjściowe430
11.4.5.3. Układy czasowe430
11.5. Bloki funkcjonalne i układy specjalizowane431
11.5.1. Wiadomości podstawowe431
11.5.2. Rejestry432
11.5.3. Liczniki434
11.5.4. Bloki arytmetyczne437
11.5.4.1. Sumator437
11.5.4.2. Komparator cyfrowy439
11.5.5. Układy komutacyjne440
11.5.4.3. Jednostka arytmetyczno-logiczna440
11.5.5.1. Multiplekser440
11.5.5.2. Demultiplekser442
11.5.5.3. Dekoder442
11.5.5.4. Koder442
11.5.6. Pamięci443
11.5.7. Układy sprzęgające z urządzeniami analogowymi446
11.6. Urządzenia cyfrowe447
11.6.1. Konstruowanie urządzeń cyfrowych447
11.6.2. Układy sterowania i procesory449
11.6.3. Mikroprocesory. Mikrokomputery456
11.6.4. Układy cyfrowe programowane459
11.6.5. Mikrokomputery jednoukładowe462
11.7. Informacja cyfrowa463
11.7.1. Przetwarzanie informacji cyfrowej463
11.7.2. Kontrola poprawności przesyłania informacji466
11.7.3. Przechowywanie informacji cyfrowej. Uwagi469
11.8. Przykładowe pytania i zadania kontrolne471
12. Wprowadzenie do elektronicznej techniki pomiarowej478
12.1. Podstawowe pojęcia metrologii479
12.1.1. Obiekt fizyczny i wielkości fizyczne479
12.1.2. Jednostki miar i układy jednostek miar479
12.1.3. Urządzenia pomiarowe480
12.1.4. Metody pomiarowe482
12.1.5. Błąd a niepewność pomiaru484
12.2. Elementy techniki eksperymentu486
12.2.1. Planowanie i przeprowadzanie pomiarów486
12.2.2. Ocena dokładności pomiaru488
12.2.3. Opracowanie wyników pomiarów490
12.3. Aparatura pomiarowa493
12.3.1. Wprowadzenie493
12.3.2. Analogowe przetworniki do kondycjonowania sygnałów498
12.3.3. Przetworniki cyfrowo-analogowe C/A i analogowo -cyfrowe A/C507
12.3.4. Woltomierze i multimetry cyfrowe520
12.3.5. Oscyloskopy526
12.3.6. Systemy pomiarowe i przyrządy wirtualne532
12.4. Pomiary i analiza sygnałów oraz elementów elektronicznych542
12.4.1. Pomiary napięcia i natężenia prądu542
12.4.2. Pomiary mocy546
12.4.3. Pomiary częstotliwości, przedziału czasu i przesunięcia fazowego548
12.4.4. Wyznaczanie wielkości charakteryzujących przebiegi impulsowe553
12.4.5. Zasady analizy widmowej555
12.4.6. Pomiary parametrów R, L, C558
12.5. Wybrane urządzenia elektroniczne do pomiaru wielkości fizycznych566
12.5.1. Wprowadzenie566
12.5.2. Czujniki i przetworniki piezorezystywne568
12.5.3. Czujniki i przetworniki piezoelektryczne572
12.5.4. Światłowodowe czujniki optoelektroniczne577
12.5.5. Dalmierze laserowe580
12.5.6. Skanery 3D581
12.5.7. Kamery termowizyjne583
12.5.8 Kamery hiperspektralne592
12.6. Przykładowe pytania i zadania kontrolne594
13. Zasady bezpiecznego użytkowania i badania urządzeń elektronicznych602
Rozwiązania wybranych zadań rachunkowych i testowych606
Literatura642

1.Wprowadzenie

Odlatsześćdziesiątychubiegłegostuleciarozpoczynasięepokaukładówsca-

lonych.Scalonapostaćukładuelektronicznegodajeolbrzymiekorzyści,zktórych

najistotniejszeto:miniaturyzacja,zwiększenieniezawodności,zmniejszeniekosz-

tóworazmożliwośćuzyskanianowychrozwiązańtechnicznych,nieosiągalnychprzy

stosowaniuukładówkonwencjonalnych.Wpewnychprzypadkachnastąpiłatakże

radykalnazmianasposobuprojektowaniaikonstrukcjiurządzeńelektronicznych.

Wprowadzenieukładówscalonychprzyczyniłosiędorozwojunowegokierunkuelek-

troniki-mikroelektroniki.

WpierwszychkilkunastulatachXXIwiekupracepodstawoweitechnologiczne

doprowadziłydoopracowaniaszereguinteresującychmateriałówpółprzewodnikowych.

Sątomateriałyjednowarstwowe(np.grafen,czarnyfosfor,molibdenitczypół-

przewodnikinakropkachkwantowych).Zewzględunaswojądwuwymiarowośćmają

szeregzaletwporównaniuzpółprzewodnikamiobjętościowymi,np.krzemem.Elemen-

tyiukładyznichwykonanemogąmiećbardzomałewymiary-rzędunanometrów.

Pozatymdoichwysterowaniapotrzebnajestmocwieletysięcyrazymniejszaniżdo

wysterowaniaelementówiukładów(otakichsamychfunkcjach)wytworzonychzpół-

przewodnikówobjętościowych.

Podobniewyglądakwestiaszybkościprzetwarzaniainformacjiprzezteelementy

iukładyowymiarachwspółmiernychzwymiaramiatomu.Możnazaryzykowaćstwier-

dzenie,żerozpoczęłasięerananoelektroniki.

Corazpowszechniejszemustosowaniuukładówscalonychtowarzyszyłostałe

zwiększanieskaliintegracji.Początkowoukładscalonyzawierałwswojejstrukturze

kilka,późniejkilkadziesiątlubkilkasettranzystorówiinnychelementów.Napoczątku

latsiedemdziesiątychXXwiekupojawiłysięukładywielkiejskaliintegracji(LSI),

anastępniebardzowielkiejskaliintegracji(VLSI)(patrzrozdz.5).Układytakie

zawierająodkilkudokilkusettysięcyelementów.Szczególnieprzydatnadoprodukcji

układówLSIjesttechnologiaunipolarnaMOS.Jednymiznajistotniejszychosiągnięć

mikroelektronikisąmikroprocesoryimikrokomputery.

Zewzrostemskaliintegracji,przyjednoczesnymzwiększeniuszybkościdziała-

niaukładów,zmniejszaniupoborumocyicorazniższychcenach,następujeradykalna

poprawaparametrówsprzętuelektronicznegoorazzwiększasięzakreszastosowań

układówscalonych.Opróczntradycyjnych”zastosowań(np.wsystemachłączności,

aparaturzepomiarowej,systemachsterowania,systemachkomputerowych,urządzeniach

medycznych,sprzęcieradiowo-telewizyjnymitd.)corazpowszechniejwykorzystuje

sięjenp.wurządzeniachgospodarstwadomowego(pralkiautomatyczne,kuchnie,

robotykuchenne),wkamerachiaparatachfotograﬁcznych,wtechnicemotoryzacyjnej,

wzegarkachelektronicznych,zabawkachdladzieci,grachelektronicznych,wsprzęcie

audioivideoitp.

Przykłademmożliwości,jakiestwarzamikroelektronika,jesthistoriarozwojukom-

puterów.Pierwsza,opracowanaw1946r.,elektronicznamaszynacyfrowa(kompu-

ter)ENIAC(ang.ElectronicNumericalIntegratorandComputer),byłaprzeznaczona

dorozwiązywaniarównańróżniczkowychstosowanychwbalistyce.Zawierałaponad

osiemnaścietysięcylamp,setkitysięcyrezystorów,kondensatorówitp.,adojejzasilania

byłapotrzebnamocaż150kW.Wykonywaładopięciutysięcyoperacjinasekundę.

Brak wyników

Podstawy elektroniki

Treść książki

Znajdź bibliotekę blisko siebie, i uzyskaj dostęp do ebooka w systemie IBUK Libra